두메부추(Allium senescens L.) 메탄올 추출물의 지방세포 내 활성산소종 생성 및 지질축적 억제 효능 Inhibitory Effects of Allium senescens L. Methanol Extracts on Reactive Oxygen Species Production and Lipid Accumulation during Differentiation in 3T3-L1 Cells원문보기
본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 Allium속 식물의 하나인 두메부추(ASL) 메탄올 추출물의 ROS 생성 저해 및 지질축적 억제 효과를 확인하고자 하였다. 먼저 ASL 메탄올 추출물 $100-2,000{\mu}g/mL$의 모든 농도에서 유의적인 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었으며, ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때 유의적인 세포 독성을 나타내지 않은 $10-100{\mu}g/mL$ 농도에서 실험을 진행하였다. 지방세포 내 ROS 관련 효소와 분화관련 전사인자의 조절로 인한 중성지방 축적 저해 활성을 확인하기 위하여 지방전구세포의 분화를 분화 유도하면서 추출물을 농도별(10, 50 및 $100{\mu}g/mL$)로 처리하였다. 그 결과, ASL 메탄올 추출물은 대조군에 비해 ROS 생성량과 ROS 관련 효소인 G6PDH mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, $PPAR{\gamma}$ 및 $C/EBP{\alpha}$ mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다. 이상의 결과들로 볼 때, ASL 메탄올 추출물로 인한 ROS 생성 저해와 지질축적 억제는 ROS 생성 및 ROS 관련 유전자의 발현 감소로 인한 지방 생성 주요 전사인자의 유전자 발현 억제로 인한 것으로 보이며, ASL이 항비만에 우수한 효능을 가지는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 Allium속 식물의 하나인 두메부추(ASL) 메탄올 추출물의 ROS 생성 저해 및 지질축적 억제 효과를 확인하고자 하였다. 먼저 ASL 메탄올 추출물 $100-2,000{\mu}g/mL$의 모든 농도에서 유의적인 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었으며, ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때 유의적인 세포 독성을 나타내지 않은 $10-100{\mu}g/mL$ 농도에서 실험을 진행하였다. 지방세포 내 ROS 관련 효소와 분화관련 전사인자의 조절로 인한 중성지방 축적 저해 활성을 확인하기 위하여 지방전구세포의 분화를 분화 유도하면서 추출물을 농도별(10, 50 및 $100{\mu}g/mL$)로 처리하였다. 그 결과, ASL 메탄올 추출물은 대조군에 비해 ROS 생성량과 ROS 관련 효소인 G6PDH mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, $PPAR{\gamma}$ 및 $C/EBP{\alpha}$ mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다. 이상의 결과들로 볼 때, ASL 메탄올 추출물로 인한 ROS 생성 저해와 지질축적 억제는 ROS 생성 및 ROS 관련 유전자의 발현 감소로 인한 지방 생성 주요 전사인자의 유전자 발현 억제로 인한 것으로 보이며, ASL이 항비만에 우수한 효능을 가지는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다.
Allium senescens L. is perennial plant of the Liliaceae family that grows throughout Korea. In this study, we investigated the effect of Allium senescens L. methanol extracts on reactive oxygen species (ROS) production and lipid accumulation during adipogenesis. Our results indicated that 1,1-diphen...
Allium senescens L. is perennial plant of the Liliaceae family that grows throughout Korea. In this study, we investigated the effect of Allium senescens L. methanol extracts on reactive oxygen species (ROS) production and lipid accumulation during adipogenesis. Our results indicated that 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity of Allium senescens L. methanol extracts increased in a dose-dependent manner. Allium senescens L. methanol extracts suppressed ROS production and lipid accumulation during adipogenesis. In addition, Allium senescens L. methanol extracts inhibited the mRNA expression of the pro-oxidant enzyme, such as G6PDH and lead to a reduction in the mRNA levels of the transcription factors, such as sterol regulatory element binding proteins 1c, peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$, and CCAAT/enhancer-binding proteins ${\alpha}$. These results indicate that Allium senescens L. methanol extracts inhibit adipogenesis by modulating ROS production associated with ROS-regulating genes and directly down-regulating adipogenic transcription factors.
Allium senescens L. is perennial plant of the Liliaceae family that grows throughout Korea. In this study, we investigated the effect of Allium senescens L. methanol extracts on reactive oxygen species (ROS) production and lipid accumulation during adipogenesis. Our results indicated that 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity of Allium senescens L. methanol extracts increased in a dose-dependent manner. Allium senescens L. methanol extracts suppressed ROS production and lipid accumulation during adipogenesis. In addition, Allium senescens L. methanol extracts inhibited the mRNA expression of the pro-oxidant enzyme, such as G6PDH and lead to a reduction in the mRNA levels of the transcription factors, such as sterol regulatory element binding proteins 1c, peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$, and CCAAT/enhancer-binding proteins ${\alpha}$. These results indicate that Allium senescens L. methanol extracts inhibit adipogenesis by modulating ROS production associated with ROS-regulating genes and directly down-regulating adipogenic transcription factors.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
국내에서는 Allium속 식물의 생리적 유용성에 대한 항산화 활성(16), 항혈전 활성(17), 항미생물 활성(18,19) 및 항염증 효과(20) 등 여러 가지 생리활성이 보고되었으나, 비만 및 당뇨병을 비롯한 만성질환 예방과 관련된 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포에서 지방 세포로 형성되는 과정에서 Allium속에 속하는 두메부추 메탄올 추출물의 ROS 생성 저해 및 중성지질 축적 억제 효능을 조사하였다.
따라서 본 연구에서는 ASL 메탄올 추출물이 adipogenic transcription factor의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위하여 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα의 유전자 발현을 측정하였다.
본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 이용하여 Allium속 식물의 하나인 두메부추(ASL) 메탄올 추출물의 ROS 생성 저해 및 지질축적 억제 효과를 확인하고자 하였다. 먼저 ASL 메탄올 추출물 100-2,000 µg/mL의 모든 농도에서 유의적인 DPPH 라디칼소거능을 나타내었으며, ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때 유의적인 세포 독성을 나타내지 않은 10-100 µg/mL 농도에서 실험을 진행하였다.
본 연구에서는 ASL 메탄올 추출물 처리에 의한 3T3-L1 지방세포 내 ROS 생성량 감소와 지질 축적 억제효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 지방세포 형성(adipogenesis) 과정에서 ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때, 지방세포 내 ROS 관련 유전자 발현의 감소는 ROS 생성을 저해시켰다.
제안 방법
3T3-L1 preadipocyte를 1×104 cells/ well으로 48 well plate에 분주하여 24시간 배양 후 새로운 배지와 함께 추출물을 농도별로(10, 25, 50, 100 및 200 µg/mL)로 처리하여 72시간 동안 배양하였다.
3T3-L1 지방전구세포를 분화 유도하기 위해서 100% confluency 상태에서 48시간 방치 후, DMEM에 분화유도 호르몬(0.5 mM IBMX, 0.5 µM DEX, 10 µg/mL Insulin: MDI)을 혼합한 mixture로 분화 유도를 시작하였다.
3T3-L1 지방전구세포에 분화유도 물질과 함께 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였고 지방세포 내 생성되는 ROS를 NBT로 염색한 뒤 흡광도를 측정한 결과는 Fig. 3에 나타내었다.
ASL 메탄올 추출물을 3T3- L1 preadipocyte에 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하면서 분화를 유도하였고 분화된 대조군(MDI)과 비교하였다.
DPPH radical 소거법은 Kim 등(21)의 방법을 변형하여 측정하였다. Ethanol에 용해시킨 0.
PCR 반응은 1 µg의 cDNA를 SYBR Green과 Table 1에 나타낸 primer에 첨가하여 최종반응 용량을 20 µL로 하여 95o C에서 10분간 denature 시킨 후, 95℃에서 15초간, 61℃에서 1분간, 72℃에서 30초간 40 cycle 실시하였고, 최종적으로 72℃에서 5분간 extension 반응하여 원하는 형광 값을 검출했다.
따라서 ASL 메탄올 추출물에 의한 3T3-L1 지방세포 내 지방축적 억제 효능을 확인하기 위해 지방 전구세포 분화 유도와 함께 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였다.
따라서 본 연구에서는 유의적으로 세포독성을 나타내지 않는 10, 50 및 100 µg/mL 농도에서 실험을 진행하였다.
최근 연구에 따르면 지방세포 내 ROS 생성 억제는 ROS 관련 효소의 발현 감소에 의한 것이라고 보고되었다(7,8). 따라서, ASL 메탄올 추출물에 의한 지방세포 내 ROS 형성 기전을 연구하기 위하여 ROS 생성과 연관된 주요 효소들의 유전자 발현 양상을 비교하였다.
먼저 ASL 메탄올 추출물 100-2,000 µg/mL의 모든 농도에서 유의적인 DPPH 라디칼소거능을 나타내었으며, ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때 유의적인 세포 독성을 나타내지 않은 10-100 µg/mL 농도에서 실험을 진행하였다.
3T3-L1 지방전구세포의 세포분화 후 배지를 제거한 뒤, 세포를 PBS로 2번 세척하고, 10% formalin 용액으로 상온에서 10분간 고정한 다음 PBS로 세척하였다. 세척된 세포는 생성된 lipid droplet과 특이적으로 반응하는 Oil Red O 용액(0.2% Oil red OIsopropanol solution:Water=3:2)을 이용하여 1시간 동안 염색하고, PBS로 세척 후 지방세포의 염색 정도를 현미경을 통해 관찰한 다음 100% isopropanol을 이용하여 세포 내 염색된 Oil red O를 모두 용해한 뒤 510 nm에서 흡광도를 측정하였다.
세포 내 총 RNA는 RNeasy mini kit를 이용하여 분리한 후 1µg의 총 RNA를 oligo (dT) primer와 superscript II 역전사효소와 함께 반응시켜 1차 cDNA를 합성하였다.
지방세포 내 ROS 관련 효소와 분화관련 전사인자의 조절로 인한 중성지방 축적 저해 활성을 확인하기 위하여 지방전구세포의 분화를 분화 유도하면서 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였다.
대상 데이터
3T3-L1 지방전구세포를 10% FBS와 1% penicillin-streptomycin이 함유된 DMEM을 이용하여 37℃, 5% CO2에서 배양하였다. 3T3-L1 지방전구세포를 분화 유도하기 위해서 100% confluency 상태에서 48시간 방치 후, DMEM에 분화유도 호르몬(0.
25% Trypsin-EDTA 및 Penicillin-streptomycin은 WellGENE (Daegu, Korea)에서 구입하였다. Insulin, 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), Dexamethasone (DEX), Oil red O, Nitroblue tetrazolium (NBT), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), Dimethyl sulfoxide (DMSO) 및 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT)는 Sigma-Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. RNA 분리에 사용되는 RNeasy mini kit, Taq-man 중합효소는 Qiagen (Valencia, CA, USA)에서 구입하였으며, Realtime PCR을 위해 사용한 SYBR green은 Bioline (London, UK)에서 구입하여 사용하였다.
Louis, MO, USA)에서 구입하였다. RNA 분리에 사용되는 RNeasy mini kit, Taq-man 중합효소는 Qiagen (Valencia, CA, USA)에서 구입하였으며, Realtime PCR을 위해 사용한 SYBR green은 Bioline (London, UK)에서 구입하여 사용하였다.
본 실험에 사용된 시료는 한국식물추출물은행에서 두메부추 전초 메탄올 추출물을 분양 받아 사용하였다. 마우스 유래 3T3-L1세포주는 ATCC (American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA)에서 분양 받았다. Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM), Phosphate buffered saline (PBS), Fetal bovine serum (FBS), 0.
본 실험에 사용된 시료는 한국식물추출물은행에서 두메부추 전초 메탄올 추출물을 분양 받아 사용하였다. 마우스 유래 3T3-L1세포주는 ATCC (American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA)에서 분양 받았다.
데이터처리
Data are expressed as mean±SD of triplicate experiments. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Turkey-HSD multiple comparison test. *p<0.
모든 측정 항목의 결과는 평균±표준편차로 표시하였고, 실험군간 평균의 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 p<0.05 수준에서 유의성의 여부를 검증하였다.
본 실험결과는 SPSS (Statistical Package for Social Science, ver. 19, Chicago, IL, USA) 를 이용하여 분석하였다. 모든 측정 항목의 결과는 평균±표준편차로 표시하였고, 실험군간 평균의 차이는 one-way ANOVA로 유의성을 확인한 후 p<0.
이론/모형
3T3-L1 cells were terated with ASL methanol extracts (10, 25, 50, 100 and 200 µg/mL) for 72 h. Cell viability was determined by the MTT assay. Data are expressed as mean±SD of triplicate experiments.
또한, 지방세포에서 발생된 ROS가 지방세포 형성 (adipogenesis) 과정에서 mitotic clonal expansion을 증가시켜 지방세포 분화를 촉진시키기 때문에 비만을 야기시키는 원인으로 보고되었다(31). 따라서 지방세포 형성(adipogenesis) 과정에서 ASL 메탄올 추출물에 의한 세포내 ROS 생성 변화를 측정하기 위하여 NBT assay를 이용하였다. 3T3-L1 지방전구세포에 분화유도 물질과 함께 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였고 지방세포 내 생성되는 ROS를 NBT로 염색한 뒤 흡광도를 측정한 결과는 Fig.
성능/효과
ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때, 10-100 µg/mL 농도에서는 대조군과 유의적인 차이를 나타내지 않았지만 200 µg/mL에서 유의적인 감소를 보였다.
ASL 메탄올 추출물을 처리한 결과, 세포내 ROS 생성량은 100 µg/mL 농도에서 분화된 대조군 (MDI) 그룹에 비해 21.5%까지 유의적으로 감소하였다.
따라서 ASL 메탄올 추출물에 의한 3T3-L1 지방세포 내 지방축적 억제 효능을 확인하기 위해 지방 전구세포 분화 유도와 함께 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였다. ASL 메탄올 추출물을 처리했을 때, 지방세포 내의 중성지방 생성은 농도의존적인 감소를 보였다(Fig. 5). 특히, ASL 메탄올 추출물 50, 100 µg/mL에서 각각 11.
Fig 4에서 나타낸 것과 같이, ROS 생성과 관련된 G6PDH의 유전자 발현 양상은 ASL 메탄올 추출물 농도 50, 100 µg/mL에서 대조군(MDI) 그룹에 비해 유의적으로 발현이 억제되었다.
그 결과 분화를 유도한 대조군(MDI) 그룹에서는 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα의 mRNA 발현이 증가하였으나, 분화과정에서 ASL 메탄올 추출물을 처리하여 분화를 유도한 경우 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα의 mRNA 발현이 모두 농도 의존적으로 감소하였음을 확인하였다(Fig. 6).
본 연구에서는 ASL 메탄올 추출물 처리에 의한 3T3-L1 지방세포 내 ROS 생성량 감소와 지질 축적 억제효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 지방세포 형성(adipogenesis) 과정에서 ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때, 지방세포 내 ROS 관련 유전자 발현의 감소는 ROS 생성을 저해시켰다. 생성이 저해된 ROS는 adipogenic transcription factor 발현을 감소시킴으로써 결과적으로 중성지질 축적을 억제하여 ASL이 비만과 관련된 만성질환 개선을 위한 기능성 소재로서 가능성이 있음을 보여주었다.
지방세포 내 ROS 관련 효소와 분화관련 전사인자의 조절로 인한 중성지방 축적 저해 활성을 확인하기 위하여 지방전구세포의 분화를 분화 유도하면서 추출물을 농도별(10, 50 및 100 µg/mL)로 처리하였다. 그 결과, ASL 메탄올 추출물은 대조군에 비해 ROS 생성량과 ROS 관련 효소인 G6PDH mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰다. 또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다.
그러나 ROS 생성을 유도하는 주요 효소인 NOX4는 분화를 유도하지 않은 CON 그룹에 비해 분화가 유도된 대조군(MDI) 그룹에서 발현이 현저하게 감소했고, ASL 메탄올 추출물 농도 50, 100 µg/mL에서 대조군 (MDI) 그룹에 비해 유의적으로 발현이 증가하였다.
두메부추(ASL) 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거 활성을 보면 10, 50 µg/mL 농도에서는 거의 나타나지 않았지만(data not shown) 100-2,000 µg/mL에서 유의적으로 증가하였으며 특히, ASL 메탄올 추출물 2,000 µg/mL의 농도에서는 25.8%의 가장 높은 DPPH radical 소거 활성을 나타내었다(Fig. 1).
따라서 ASL 메탄올 추출물은 3T3-L1 지방전구세포에서 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα의 유전자 발현을 억제함으로써 중성지방 생성을 감소시켜 지방세포로의 분화를 억제시킬 수 있는 것으로 생각된다.
CQ 성분을 함유한 추출물은 지질과 단백질을 과산화시키고 세포독성을 야기하는 peroxynitrite 소거효과(27)와 항궤양(28), 항비만(29)에 효과가 있는 것으로 보고되었다. 따라서, 본 실험에서 사용된 ASL 메탄올 추출물의 항산화 활성에 두메부추의 CQ 성분이 영향을 주었을 것으로 사료된다.
또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다.
그 결과 지방세포 형성(adipogenesis) 과정에서 ASL 메탄올 추출물을 처리하였을 때, 지방세포 내 ROS 관련 유전자 발현의 감소는 ROS 생성을 저해시켰다. 생성이 저해된 ROS는 adipogenic transcription factor 발현을 감소시킴으로써 결과적으로 중성지질 축적을 억제하여 ASL이 비만과 관련된 만성질환 개선을 위한 기능성 소재로서 가능성이 있음을 보여주었다.
특히, ASL 메탄올 추출물 50, 100 µg/mL에서 각각 11.6, 46.2%의 유의적인 세포 내 중성지방이 감소를 나타내었다.
후속연구
이를 토대로 본 연구의 ASL 메탄올 추출물은 NADPH에서 NADP+로 전환되는 과정에서 NOX4에 의한 ROS 생성 기전에는 관여하지 않고, 그 외의 다른 기전을 통하여 ROS 생성을 억제시킨 것으로 사료되며 구체적인 기전연구가 필요하다고 생각되어진다. 또한 향후 연구에서는 보다 명확한 지방세포 내 ROS 생성 억제 효과를 확인하기 위해 ROS 소거에 관여하는 Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, catalase 등과 같은 항산화 효소의 발현 양상을 비교하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Hecker 등(36)의 연구를 보면, G6PDH 효소에 의해 생성된 NADPH는 NOX, uncoupled nitric oxide synthase, xanthine oxidase 효소에 의해 NADP+로 전환되고, 이 과정에서 다량의 ROS가 생성된다고 보고되었다. 이를 토대로 본 연구의 ASL 메탄올 추출물은 NADPH에서 NADP+로 전환되는 과정에서 NOX4에 의한 ROS 생성 기전에는 관여하지 않고, 그 외의 다른 기전을 통하여 ROS 생성을 억제시킨 것으로 사료되며 구체적인 기전연구가 필요하다고 생각되어진다. 또한 향후 연구에서는 보다 명확한 지방세포 내 ROS 생성 억제 효과를 확인하기 위해 ROS 소거에 관여하는 Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, catalase 등과 같은 항산화 효소의 발현 양상을 비교하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.
또한 ASL 메탄올 추출물 처리로 인하여 지방세포 내 중성지방 축적이 유의적으로 감소되었으며, adipogenic transcription factor인 SREBP1c, PPARγ 및 C/EBPα mRNA 발현도 농도 의존적으로 억제되었다. 이상의 결과들로 볼 때, ASL 메탄올 추출물로 인한 ROS 생성 저해와 지질 축적 억제는 ROS 생성 및 ROS 관련 유전자의 발현 감소로 인한 지방 생성 주요 전사인자의 유전자 발현 억제로 인한 것으로 보이며, ASL이 항비만에 우수한 효능을 가지는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비만이 원인이 되는 질병은 무엇인가?
현대 사회는 식생활 및 생활습관의 서구화, 내분비 장애, 유전적인 요인 등으로 인하여 전 세계적으로 비만이 심각한 질환으로 대두되고 있다(1). 비만은 열량의 섭취와 소비의 불균형으로 인해 체내 지방이 과잉 축적되어 생기는 질환으로 지방세포의 비대(hypertrophy)와 과형성(hyperplasia)으로 초래되며, 고혈압, 심혈관계 질환, 제 2형 당뇨병, 고지혈증 및 암 등과 같은 다양한 성인병의 원인으로 밝혀졌다(2,3). 최근 연구에 의하면 에너지 소비 증가, 식이 조절 요법, 지방전구세포의 분화와 증식억제, 지방세포 형성(adipogenesis) 억제, 지방분해 등의 기전이 대사성 질환을 일으키는 주요 원인인 비만을 억제하기 위하여 제안되고 있다(4).
지방세포 형성 과정 중 활성산소종이 발생하는 과정은 무엇인가?
최근 여러 연구를 통해 지방세포 형성(adipogenesis)에 활성산소종(ROS, reactive oxygen species)이 밀접한 연관을 갖는다는 연구가 보고되었다(7,8). 지방세포는 분화 과정에서 세포 내로 유입되는 포도당을 저장하기 위하여 지방합성과 연관된 에너지대사 경로를 거치게 된다. 이들 대사 경로 중 hexose monophosphate (HMP) shunt는 G6PDH에 의하여 지방 합성에 반드시 필요로 하는 NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 NADPH는 NADPH Oxidase (NOX)에 의하여 NADP+로 전환되며, 이 때 세포 내 superoxide와 같은 ROS가 발생한다(9). 체내 각종 세포에서 여러 대사과정으로 인하여 끊임없이 생성되는 ROS는 항산화 효소와의 항상성이 깨지면 산화적 스트레스로 인한 노화, 당뇨, 비만과 같은 각종 질병들을 야기하게 된다(10).
비만은 무엇인가?
현대 사회는 식생활 및 생활습관의 서구화, 내분비 장애, 유전적인 요인 등으로 인하여 전 세계적으로 비만이 심각한 질환으로 대두되고 있다(1). 비만은 열량의 섭취와 소비의 불균형으로 인해 체내 지방이 과잉 축적되어 생기는 질환으로 지방세포의 비대(hypertrophy)와 과형성(hyperplasia)으로 초래되며, 고혈압, 심혈관계 질환, 제 2형 당뇨병, 고지혈증 및 암 등과 같은 다양한 성인병의 원인으로 밝혀졌다(2,3). 최근 연구에 의하면 에너지 소비 증가, 식이 조절 요법, 지방전구세포의 분화와 증식억제, 지방세포 형성(adipogenesis) 억제, 지방분해 등의 기전이 대사성 질환을 일으키는 주요 원인인 비만을 억제하기 위하여 제안되고 있다(4).
참고문헌 (42)
Visscher TLS, Seidell JC. The public health impact of obesity. Annu. Rev. Publ. Health 22: 355-375 (2001)
Morrison RF, Farmer SR. Hormonal signaling and transcriptional control of adipocyte differentiation. J. Nutr. 130: 3116S-3121S (2000)
Ntambi JM, Kim YC. Adipocyte differentiation and gene expression. J. Nutr. 130: 3122S-3126S (2000)
Lee OH, Seo MJ, Choi HS, Lee BY. Pycnogenolinhibits lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes with the modulation of reactive oxygen species (ROS) production associated with antioxidant enzyme responses. Phytother. Res. 26: 403-411 (2012)
Seo MJ, Choi HS, Lee OH, Lee BY. Grateloupia lanceolata (Okamura) Kawaguchi, the edible red seaweed, inhibits lipid accumulation and reactive oxygen species production during differentiation in 3T3-L1 cells. Phytother. Res. 27: 655-663 (2013)
Lee OH, Kwon YI, Hong HD, Park CS, Lee BY, Kim YC. Production of reactive oxygen species and changes in antioxidant enzyme activities during differentiation of 3T3-L1 adipocyte. J. Korean. Soc. Appl. Biol. Chem. 52: 70-75 (2009)
Yamashita A, Soga Y, Iwamoto Y, Asano T, Li Y, Abiko Y, Nishimura F. DNA microarray analyses of genes expressed differentially in 3T3-L1 adipocytes co-cultured with murine macrophage cell line RAW264.7 in the presence of the toll-like receptor 4 ligand bacterial endotoxin. Int. J. Obesity 32: 1725-1729 (2008)
Steiner RP. Folk Medicine: The Art and the Science. American Chemical Society, Washington, DC, USA. pp. 125-137 (1986)
Scharfenberg K, Wagner R, Wagner KG. The cytotoxic effect of ajoene, a natural product from garlic, investigated with different cell lines. Cancer Lett. 53: 103-108 (1990)
Kim MJ, Song YS, Song YO. The fibrinolytic activity of kimchi and its ingredients in vivo and in vitro. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 27: 633-638 (1998)
Kim OM, Kim MK, Lee SO, Kee KR, Kim SD. Antimicrobial effect of ethanol extracts from spices against Lactobacillus plantarum and Leuconostoc mesenteroides isolated from kimchi. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 27: 455-460 (1998)
Kim SJ, Park KH. Antimicrobial activities of the extracts of vegetable kimchi stuff. Korean J. Food Sci. Technol. 27: 216-229 (1995)
Kim HP, Mani I, Iversen L, Ziboh VA. Effects of naturally-occurring flavonoids and biflavonoids on epidermal cyclooxygenase and lipoxygenase from guinea-pigs. Prostaglandins Leukot. Essent. Fat. Acids 58: 17-24 (1998)
Kim JH, Park JH, Park SD, Choi SY, Seong JH, Moon KD. Preparation and antioxidant activity of health drink with extract powders from safflower (Carthamus tinctorius L.) seed. Korean J. Food Sci. Technol. 34: 617-624 (2002)
Jeong EJ, Sung SH, Kim JW, Kim SH, Kim YC. Rhus verniciflua stokes attenuates glutamate-induced neurotoxicity in primary cultures of rat cortical cells. Nat. Prod. Sci. 14: 156-160 (2008)
Kwon GJ, Choi DS, Wang MH. Biological activities of hot water extracts from Enoymus alatus leaf. Korean J. Food Sci. Technol. 39: 569-574 (2007)
Cho JY, Park YJ, Oh DM, Rhyu DY, Kim YS, Chon SU, Kang SS, Heo BG. Amino acid contents and various physiological activities of Allium victorialis. Korean J. Plant Res. 24: 150-159 (2011)
Nugroho A, Kim MH, Lee JH, Kim JD, Lee KR, Choi JS, Yoo YM, Park HJ. Polyphenol analysis and peroxynitrite scavenging effect of the extracts from eight Korean mountainous vegetable. Kor. J. Pharmacogn. 42: 38-45 (2011)
Nugroho A, Kim KH, Lee KR, Alam MB, Choi JS, Kim WB, Park HJ. Qualitative and quantitative determination of the caffeoylquinic acids on the Korean mountainous vegetables used for chwinamul and their peroxynitrite-scavenging effect. Arch. Pharm. Res. 32: 1361-1367 (2009)
Lee BI, Nugroho A, Bachri MS, Choi J, Lee KR, Choi JS, Kim WB, Lee KT, PLee JD, Park HJ. Anti-ulcerogenic effect of the caffeoylquinic acid-rich extract from Ligularia stenocephala and HPLC analysis. Biol. Pharm. Bull. 33: 493-497 (2010)
Nugroho A, Bachri MS, Choi J, Choi JS, Kim WB, Lee BI, Kim JD, Park HJ. The inhibitory effect of the caffeoylquinic acid-rich extract of Ligularia stenocephala leaves on obesity in the high fat diet-induced rat. Nat. Prod. Sci. 16: 80-87 (2010)
Lee H, Lee YJ, Choi H, Ko EH, Kim JW. Reactive oxygen species facilitate adipocyte differentiation by accelerating mitotic clonal expansion. J. Biol. Chem. 284: 10601-10609 (2009)
Lee KS, Kim MG, Lee KY. Antimicrobial effect of the extracts of cactus Chounnyouncho (Opuntia humifusa) against food borne pathogens. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 33: 1268-1272 (2004)
Furukawa S, Fujita T, Shimabukuro M, Iwaki M, Yamada Y, Nakajima Y, Nakayama O, Makishima M, Matsuda M, Shimomura I. Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome. J. Clin. Invest. 114: 1752-1761 (2004)
Park J, Choe SS, Choi AH, Kim KH, Yoon MJ, Suganami T, Ogawa Y, Kim JB. Increase in glucose-6-phosphate dehydrogenase in adipocytes stimulates oxidative stress and inflammatory signals. Diabetes 55: 2939-2949 (2006)
Yoon BR, Lee YJ, Kim SG, Jang JY, Lee HK, Rhee SK, Hong HD, Choi HS, Lee BY, Lee OH. Antioxidant effect of hot water and ethanol extracts from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) on reactive oxygen species (ROS) production in 3T3-L1 adipocytes. Korean J. Food Preserv. 19: 443-450 (2012)
Mouche S, Mkaddem SB, Wang W, Katic M, Tseng YH, Carnesecchi S, Steger K, Foti M, Meier CA, Muzzin P, Kahn CR, Ogier-Denis E, Szanto I. Reduced expression of the NADPH oxidase NOX4 is a hallmark of adipocyte differentiation. Biochim. Biophys. Acta. 1773: 1015-1027 (2007)
Hecker PA, Leopold JA, Gupte SA, Recchia FA, Stanley WC. Impact of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency on the pathophysiology of cardiovascular disease. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 304: H491-500 (2013)
Labreuche J, Touboul PJ, Amarenco P. Plasma triglyceride levels and risk of stroke and carotid atherosclerosis: a systematic review of the epidemiological studies. Atherosclerosis 203: 331-345 (2009)
Park MJ. Recent advances in regulating energy homeostasis and obesity. Korean J. Pediatr. 48: 126-137 (2005)
Hauser S, Adelmant G, Sarraf P, Wright HM, Mueller E, Spiegelman BM. Degradation of the peroxisome proliferator-activated receptor gamma is linked to ligand-dependent activation. J. Biol. Chem. 275: 18527-18533 (2000)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.